Když laserové světlo dorazí na objekt, může s tímto objektem interagovat několika různými způsoby. Interakce závisí na vnitřních vlastnostech materiálu a také na vlnové délce laseru. Každý objekt interaguje s fotony kombinací přenosu, odrazu a absorpce.

Průhlednost je fyzikální vlastnost materiálů, což znamená, že světlo může procházet objektem bez rozptylu (v makroskopickém měřítku). Průhledný materiál je materiál, který se jeví jako čirý a má jednu barvu. Příklady průhledných materiálů zahrnují tabulové sklo a amorfní plasty (např. akryláty, PEI, PC, ABS, PS atd.). Filmy určitých krystalických polymerů, jako je PET a PP, jsou také průhledné v důsledku toho, že jsou natahovány ve dvou směrech (a tedy biaxiálně orientovány), což zarovnává molekuly polymeru v rovině filmu. V důsledku tohoto zarovnání nedochází k žádnému lomu.

Průsvitné materiály naproti tomu propustí jen část světla. Fotony, které procházejí průsvitným objektem, se opakovaně rozptylují a několikrát mění svůj směr. Výsledkem je, že skrz takový předmět nevidíte jasně a předmět umístěný na opačné straně průsvitného listu se jeví jako rozmazaný a nejasný. Příklady průsvitných předmětů zahrnují tónovaná autoskla, matná skla a mnoho plastů. Obecně pro plasty platí, že se zvyšujícím se procentem krystalinity se vyrobená plastová fólie postupně stává méně čirou. Krystalinita pro plasty se může pohybovat od 0 % (zcela amorfní) do 100 % (zcela krystalická), ale krystalický polymer není nikdy 100% krystalický a místo toho tvoří sousední amorfní a krystalické oblasti. Semikrystalické nebo krystalické polymery mohou být průsvitné nebo opakní v důsledku rozdílů v indexech lomu mezi amorfními a krystalickými oblastmi (např. nylon, PE, PET, PBT, PP atd.). Průsvitné akrylové desky jsou oblíbené pro výrobu nápisů, protože jsou vynikající pro podsvícení.

Celkově se čirost vyrobeného plastu může u konkrétního polymeru lišit v závislosti na způsobu výroby (např. náhodná polymerace poskytuje plasty s vyšší čirostí) nebo jeho modifikacích použitím přísad (čističe a nukleátory), které působí na velikost a růst krystalovou strukturu. Výrobní kroky jako tepelné zpracování, mechanické zpracování a barvení ovlivňují také optické vlastnosti konkrétního plastu. Modrý odstín například způsobuje, že se modré laserové světlo odráží od povrchu plastu, ale celkový efekt závisí na odstínu nebo odstínu konkrétní barvy. A co víc, plasty s lesklým povrchem se obecně laserem gravírují jen obtížně. Propustnost světla závisí také na tloušťce materiálu. Mnoho polymerů ve formě tenkých filmů tedy může mít dobrou optickou propustnost. Kromě toho nepřítomnost trhlin, dutin a jiných strukturálních defektů odpovídá za vynikající optický přenos. Nicméně jakákoli chemická změna v oxidaci, degradaci nebo difúzi plastu může nepříznivě ovlivnit průhlednost materiálu.

Celkově vzato, materiál, který má dobrou průhlednost, bude mít nízký zákal a vysokou propustnost. Zákal je definován jako procento dopadajícího světla, které je rozptýleno o více než 2,5° objektem. Čím nižší je hodnota zákalu, tím vyšší je jasnost objektu.

Laserové gravírování průsvitných a průhledných materiálů

Laserem můžete gravírovat průsvitné i průhledné materiály , ale výsledek závisí na odrazu (lesku), propustnosti světla a zákalu konkrétního materiálu. Materiály s vysokou propustností světla způsobují, že jím modré laserové světlo jednoduše prochází. Tento problém však můžete obejít přidáním vrstvy, která zastaví laserové světlo a soustředí energii v místě, kde chcete vyryt povrch. Nicméně neexistuje žádné spolehlivé řešení a veškeré laserové gravírování vyžaduje určité testování, než najdete vhodnou metodu, která vám vyhovuje.

Získaný výsledek závisí na několika parametrech:

• Materiál, který chcete gravírovat laserem. Různé průsvitné a průhledné materiály vyžadují různá nastavení.

• Volba světlo zastavující povrchové vrstvy. Může to být například permanentní fix, barva nebo páska.

• Vaše nastavení laserového ostření

• Vaše laserová čočka

• Rychlost gravírování

• Výkon laseru

Metoda 1 – Přidání tmavé/černé vrstvy pod průhledný materiál, který má být gravírován laserem

Můžete přidat tmavou nebo černou vrstvu přímo pod objekt a poté zkalibrovat pracovní vzdálenost, aby se laserový paprsek zaostřil na jejich rozhraní. Koncentrovaný výkon laseru gravíruje průhledný materiál na tomto rozhraní. Získané výsledky se liší v závislosti na tloušťce předmětu, čistotě a zákalu, stejně jako na výkonu a rychlosti vaší laserové hlavy. Tato metoda funguje nejlépe, pokud používáte plochý průhledný objekt.

Tato metoda není vhodná pro laserové gravírování průhledných nerovných předmětů, jako jsou lahve nebo sklenice na pití v kombinaci s rotační osou.

Pracovní vzdálenost by měla být kalibrována tak, aby se poloha laserového ohniska překrývala s rozhraním mezi tmavou vrstvou a sklem.

 

Metoda 2 – Přidání tmavé/černé povrchové vrstvy na průhledný materiál, který má být gravírován laserem

Toto je nejčastěji používané řešení. V tomto případě tmavá povrchová vrstva koncentruje laserovou energii na horní povrch transparentního materiálu, který má být laserem gravírován. Existují různé typy povrchových vrstev, které můžete použít, přičemž všechny poskytují různé výsledky. Mezi příklady patří páska, permanentní fix nebo barva. Ideální řešení neexistuje, protože výběr této vrstvy závisí na tom, jaké výsledky jsou pro vás žádoucí. Pokud použijete tuto metodu, měli byste zkalibrovat pracovní vzdálenost tak, aby laser zaostřil na tmavou povrchovou vrstvu. Správná kalibrace pracovní vzdálenosti je zásadní. Získané výsledky se liší v závislosti na volbě průhledného materiálu, který chcete laserem gravírovat, volbě tmavé vrstvy a také rychlosti a výkonu vaší laserové hlavy.

Pracovní vzdálenost by měla být kalibrována tak, aby se poloha laserového ohniska překrývala s rozhraním mezi tmavou vrstvou a sklem.

Testování  METOD V PRAXI

Všechny následující testy laserového gravírování průhledných materiálů byly provedeny pomocí laserové hlavy Opt Lasers PLH3D-6W-XF s upgradem čočky uSpot.

Metoda 1: Laserové gravírování skla umístěním skleněné tabule na černý materiál

Pro tento test byla průhledná skleněná tabule, která má být vyryta laserem, umístěna na černý kovový plech. Pamatujte, že je třeba zkalibrovat pracovní vzdálenost vašeho laseru tak, aby ohnisko laseru bylo umístěno na rozhraní mezi černým plechem a průhledným sklem. Je důležité vhodně kalibrovat pracovní vzdálenost. Získané výsledky jsou uvedeny níže.

Jak je uvedeno výše, tato metoda poskytuje uspokojivé výsledky. Vezměte prosím na vědomí, že rytina je na zadní straně skla. Níže uvedené obrázky ukazují laserem gravírované sklo pomocí USB kamerového mikroskopu.

Metoda 1: Laserové gravírování akrylu s použitím bílého listu papíru jako spodní vrstvy

Prvním krokem je položit bílý list papíru na rovný povrch. Pracovní vzdálenost by měla být kalibrována tak, aby se poloha laserového ohniska překrývala s rozhraním mezi papírem a sklem. Dále musíte na bílý list papíru položit list průhledného akrylu. Pro gravírování je třeba zvolit vhodné parametry. Uspokojivé výsledky lze dosáhnout se 100% výkonem laseru při 1000 mm/min.

Vyryté písmo na spodní straně můžete očistit isopropanolem nebo jiným alkoholem.

Metoda 2: Laserové gravírování skla s použitím permanentního značkovače jako vrchní vrstvy

Toto sklo bylo gravírováno laserem při 80% výkonu a 40 mm/s. Stojí za zmínku, že je náročné získat rovnoměrnou vrstvu pomocí permanentního fixu. Výsledky se však mohou lišit v závislosti na typu markeru.

Jakmile je průhledné sklo vyryto laserem, můžete odstranit značkovací inkoust pomocí acetonu nebo odstraňovače laku na nehty. Část inkoustu však může zůstat v rytině.

Metoda 2: Laserové gravírování skla s použitím akrylové barvy ve spreji jako vrchní vrstvy

Na horní povrch skla byla nastříkána tenká vrstva akrylové barvy ve spreji. Před zahájením laserového gravírování uplynulo 30 minut, aby sprej mohl zaschnout. Dále bylo sklo gravírováno laserem při 100% výkonu a 30 mm/s. Získané výsledky jsou uvedeny níže.

Tmavý sprej lze odstranit horkou vodou. Je důležité, abyste laserem vyryté průhledné sklo co nejdříve vyčistili. Čekání jen ztěžuje odstranění.

Tato metoda poskytla nejuspokojivější výsledek. Je důležité poznamenat, že tuto metodu lze použít pro laserové gravírování neplochých předmětů, jako je láhev (pomocí rotační osy). Získaná rytina je také bez zbytkového inkoustu a má pocit pískování.

Metoda 2: Laserové gravírování skla s použitím akrylové barvy ve spreji jako vrchní vrstvy a rotační osy

Toto sklo bylo gravírováno laserem při 100% výkonu a 30 mm/s. Znázorněné vícenásobné laserové rytiny pocházejí z provádění více testů na stejném skle, dokud nebyl získán uspokojivý konečný výsledek.

Laserové gravírovÁNÍ skleněnéHO zrcadlA

Chcete-li laserem gravírovat skleněné zrcadlo, musíte postupovat podle níže uvedených kroků.

1. Připravte konvenční, druhé povrchové zrcadlo. Takové zrcadlo má reflexní povrch za průhledným substrátem, jako je akryl nebo sklo, a na zadní straně je jednobarevné.

2. Připravte si obrázek pro laserové gravírování s dobrým kontrastem. Pro gravírování můžete použít například metodu odstínů šedi.

3. Dále je potřeba tento obrázek otočit (zrcadlit), aby po vyrytí laserem na zadní stranu zrcadla zrcadlo dokázalo obrázek správně zobrazit.

4. Zrcadlo zobrazené v tomto příkladu bylo vyryto s 0-100% výkonem při 5000 mm/min, ale jiný výběr nastavení může fungovat lépe. Možná zjistíte, že nepotřebujete tolik energie, i když bylo zjištěno, že použití 20 % výkonu laseru při rychlosti 5000 mm/min je pro laserové gravírování tohoto zrcadla nedostatečné.

5. Zrcadlo není potřeba nijak zvlášť připravovat. Zrcadlo stačí umístit pod laser zrcadlovou stranou dolů. Laser musí směřovat k pevné straně.

6. Nyní můžete zrcadlo vygravírovat laserem.

7. Jakmile je rytí dokončeno, použijte hadřík k očištění od prachu, který po něm zůstal.

   
   
   

    

8. Poté si můžete vybrat barvu podle své libosti a namalovat průhledné části rytiny. Postačí permanentní fix, ale můžete použít i černý sprej nebo latexovou barvu nanášenou štětcem.

9. Nyní nechte zaschnout a otočte zrcadlo. Zrcadlo je nyní připraveno k použití jako dekorace.